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11月5日，在中國-中東歐領(lǐng)導(dǎo)人峰會上，國務(wù)院總理李克強(qiáng)與匈牙利、塞爾維亞等十六國領(lǐng)導(dǎo)人共同見證了匈塞鐵路匈牙利段建設(shè)合同等兩個重要文件的簽署，標(biāo)志著中國鐵路成套技術(shù)和裝備將首次進(jìn)入歐洲市場。中國制造業(yè)在世界舞臺再次展露“肌肉”。
與鋼鐵、機(jī)械等重工業(yè)相比，制漿造紙工業(yè)屬于輕工業(yè)范疇。但隨著我國紙張消費(fèi)量和生產(chǎn)量的快速增長，主營業(yè)務(wù)收入和利潤總額的增加，制漿造紙工業(yè)已成為中國制造業(yè)的重要組成部分。
近年來，中國制漿造紙業(yè)按照《中國制造2025》和“十三五”規(guī)劃提出的實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略目標(biāo)，不斷提高創(chuàng)新能力，培育競爭新優(yōu)勢，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級步伐，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。中國林科院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所副所長房桂干牽頭主持的“低等級木材高得率制漿清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”項目，就是其中的一個。
項目一次獲得中國林科院科技獎一等獎，兩次獲得中國專利獎優(yōu)秀獎，近期榮獲梁希林業(yè)科技獎一等獎。項目為何屢獲嘉獎?它到底有何創(chuàng)新之處，受到業(yè)界廣泛關(guān)注和造紙龍頭企業(yè)的青睞?這項技術(shù)成果的成功推廣，對于新常態(tài)下，以結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級為主要任務(wù)的中國造紙工業(yè)來說，又有哪些現(xiàn)實意義?
減少依賴，低等級木材需要高值化利用
紙和紙品消費(fèi)量是衡量國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。我國自2009年起，紙張消費(fèi)量和生產(chǎn)量均超過美國，位居世界第一。2015年，我國紙和紙品的生產(chǎn)量和消費(fèi)量分別為1.18億噸和1.14億噸，繼續(xù)保持世界第一。
隨著國民對紙和紙品需求量的增加，我國造紙工業(yè)纖維原料供應(yīng)缺口加大，國產(chǎn)紙漿已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國內(nèi)需求，需要大量進(jìn)口木漿、廢紙及商品木片，來緩解我國造紙原料緊張的局面。2015年，我國進(jìn)口木漿1985萬噸、廢紙2928萬噸、木片970萬噸，成為全球第一大木漿進(jìn)口國，進(jìn)口纖維原料占總纖維用量47%以上。過高的進(jìn)口依存度，嚴(yán)重影響行業(yè)健康安全發(fā)展。隨著我國國有林區(qū)停止天然林商業(yè)性采伐，我國造紙工業(yè)纖維原料缺口將繼續(xù)擴(kuò)大。
與此同時，我國造紙工業(yè)纖維原料結(jié)構(gòu)不盡合理，優(yōu)質(zhì)纖維原料十分短缺。以2015年為例，全國紙漿消耗總量9731萬噸，其中木漿占紙漿消耗總量的28%、廢紙漿占65%、非木漿占7%。
而我國每年產(chǎn)生2億噸林木剩余物，如果將其大量用于制漿造紙工業(yè)，不僅可有效改善紙漿原料結(jié)構(gòu)，而且能大大緩解我國造紙原料短缺局面。
問題接踵而來。
目前我國每年用于制漿造紙工業(yè)的林木剩余物僅300萬噸，使用占比不足0.2%，其不合理處置也帶來了嚴(yán)重的大氣污染和生態(tài)環(huán)境問題;而且已有制漿技術(shù)和裝備尚不能高值化利用這部分纖維資源。
如何做到物盡其用，將小徑材、枝椏材和木材加工剩余物充分地用于木漿造紙，減少對外依存度?“低等級木材高得率制漿清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”項目由此應(yīng)運(yùn)而生。
打破壟斷，取得多項發(fā)明創(chuàng)新成果
“低等級木材高得率制漿清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”項目是“八五”“九五”“十一五”國家攻關(guān)(支撐)項目，江蘇省重大科技項目及中央級科研院所重點專項等科技項目。項目技術(shù)屬于高得率制漿領(lǐng)域，是當(dāng)今世界快速發(fā)展的新一代清潔制漿技術(shù)。
與傳統(tǒng)化學(xué)制漿相比，新型高得率漿制漿生產(chǎn)技術(shù)具有巨大發(fā)展?jié)摿ΑＪ褂眠@種技術(shù)，資源利用率高、工程投資省，噸漿節(jié)約木材可達(dá)2立方米，污染物發(fā)生量僅為傳統(tǒng)化學(xué)法制漿的1/6-1/10。
開發(fā)節(jié)能型高得率制漿清潔生產(chǎn)技術(shù)和裝備，高值化利用低等級木材及木材加工剩余物，一直是國內(nèi)外制漿領(lǐng)域的研究熱點。但是，我國高得率漿生產(chǎn)線超過90%以上均采用國外技術(shù)和裝備，主要由安德里茨和維美德兩家跨國公司所壟斷。引進(jìn)的技術(shù)和裝備，針對新鮮木材等優(yōu)質(zhì)木材原料設(shè)計，不能適應(yīng)我國利用低質(zhì)纖維原料的高得率制漿生產(chǎn)需要，普遍存在木片浸漬困難、纖維解離效果差、能耗和化學(xué)品消耗高、用水量大等共性問題，且投資大，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本高、市場競爭力弱，不利于企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。
為此，房桂干帶領(lǐng)研究團(tuán)隊在木片均質(zhì)浸漬、節(jié)能磨漿、節(jié)水漂白和廢水深度處理等關(guān)鍵技術(shù)上開展了基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)，創(chuàng)新集成出節(jié)能清潔制漿產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，并開發(fā)出配套核心裝備，實現(xiàn)了低質(zhì)纖維原料生產(chǎn)高品質(zhì)漂白漿技術(shù)和裝備的自主化，打破了國外制漿裝備生產(chǎn)商對我國的壟斷。
項目創(chuàng)新了木片高效均質(zhì)浸漬及節(jié)能磨漿技術(shù)，提高了木片吸液能力和紙漿品質(zhì)，木片吸液能力提高1.8倍，噸漿電耗從850-1400千瓦時降到650-750千瓦時，節(jié)能30%以上。開發(fā)了節(jié)水型梯度用藥漂白及藥液回用關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了漂白的高效率，可節(jié)約化學(xué)品20%-30%。發(fā)明了多相效催化氧化廢水處理和回用技術(shù)，降低了化學(xué)品消耗和運(yùn)行成本，廢水總COD去除率超過98%，處理后出水回用率提高45%以上，綜合處理成本降低26%以上。發(fā)明了高效利用低質(zhì)木材原料的節(jié)能型清潔制漿生產(chǎn)技術(shù)，并成功進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在第七屆梁希林業(yè)科技獎專家評審會上，專家一致認(rèn)為，該項目具有顯著的節(jié)能減排特征，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，生產(chǎn)消耗指標(biāo)居國際領(lǐng)先水平，為提升我國造紙行業(yè)技術(shù)和裝備水平發(fā)揮了積極作用，同時也為林紙行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)進(jìn)步起到了有力的推動作用。
應(yīng)用推廣，實現(xiàn)成套技術(shù)及裝備出口
針對原料短缺、能耗偏高以及環(huán)保欠賬等中國造紙工業(yè)三大難題，房桂干率領(lǐng)他的研究團(tuán)隊，連續(xù)承擔(dān)了多項國家科技攻關(guān)、支撐項目，攜手相關(guān)企業(yè)，潛心進(jìn)行“低等級混合材高得率制漿清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”研究，解決了低等級混合材制高質(zhì)量紙漿國際性難題，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)能雙螺桿擠壓浸漬機(jī)和無架橋無短流高效漂白反應(yīng)倉等關(guān)鍵裝備，有效解決了進(jìn)口設(shè)備在我國水土不服的難題，走出了一條造紙工業(yè)清潔生產(chǎn)光明之路。
目前，項目已形成“技術(shù)研發(fā)-裝備制造-工程設(shè)計-工程轉(zhuǎn)化”產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用體系。利用創(chuàng)新和集成的成套技術(shù)和裝備主持設(shè)計建造全國產(chǎn)裝備高得率清潔制漿生產(chǎn)線7條、高得率清潔制漿裝備生產(chǎn)基地1個;相關(guān)技術(shù)成果和核心裝備先后成功推廣應(yīng)用到山東華泰集團(tuán)、湖南泰格林紙、山東晨鳴紙業(yè)、河南龍豐紙業(yè)、河南瑞豐紙業(yè)、福建騰榮達(dá)等30多家造紙企業(yè)生產(chǎn)線的工程設(shè)計、技術(shù)升級及工藝優(yōu)化等項目中，并實現(xiàn)了成套技術(shù)及裝備出口馬來西亞。技術(shù)成果在本領(lǐng)域的覆蓋率達(dá)到60%以上。
與此同時，使用此項技術(shù)成果改造、新建和技術(shù)應(yīng)用的高得率漿生產(chǎn)線總產(chǎn)能為389萬噸。每年利用林木剩余物等低等級木材纖維原料約460萬噸，替代優(yōu)質(zhì)木材原料約1100萬立方米，增加林農(nóng)收入35億元，節(jié)水4668萬立方米，節(jié)電10.9億千瓦時，減少COD排放4.55萬噸。
項目技術(shù)實現(xiàn)了低質(zhì)纖維原料的高值化利用，市場應(yīng)用前景廣闊。專家預(yù)測，到2020年，我國木漿需求量達(dá)到4400萬噸才能滿足我國造紙工業(yè)的需求。若此項技術(shù)成果應(yīng)用普及率按40%計算，則可每年利用低質(zhì)木材約2140萬噸，替代優(yōu)質(zhì)木材資源約7000萬立方米，新增GDP產(chǎn)值616億元，創(chuàng)造就業(yè)崗位5.2萬個，林農(nóng)增加直接經(jīng)濟(jì)收入超過300億元。技術(shù)成果的推廣應(yīng)用，對緩解我國紙漿纖維資源缺乏狀況，保護(hù)森林資源、降低企業(yè)生產(chǎn)成本、減少污染物排放、提高林農(nóng)收益，實現(xiàn)造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要的現(xiàn)實意義。
不忘初心，為實現(xiàn)國產(chǎn)化夢想繼續(xù)努力
作為項目的第一完成人，今年50歲的房桂干，從大學(xué)研究生開始，從事制漿造紙研究逾30年。他始終站在國際制漿造紙科技最前沿，潛心鉆研、忘我工作，成為中國制漿造紙及環(huán)境工程學(xué)科的帶頭人、領(lǐng)軍人。
房桂干說：“科研工作是我生活中不可或缺的一部分，工作時我會十分投入，可以達(dá)到忘我境界�！�
他先后承擔(dān)了國家“八五”“九五”“十五”“十一五”“十二五”規(guī)劃期間的科技支撐項目，自然科學(xué)基金傾斜項目、國家“948”項目、省部級項目和國際合作項目等30余項。首次對40多種相思樹、桉樹制漿造紙性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究和綜合評估，同時對國產(chǎn)楊木、桉木、樺木、松木和杉木等數(shù)十種速生材制漿造紙性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究和綜合評估。由于他的突出貢獻(xiàn)，使得林化所成為速生木材制漿性能評估研究權(quán)威單位。
由他主持的國家自然科學(xué)基金重點傾斜項目“木質(zhì)素生物降解機(jī)理及其在清潔高效制漿過程中的作用”，為生物制漿技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)研究與開發(fā)提供了理論指導(dǎo)。房桂干主持承擔(dān)的歐盟第四框架計劃“草漿生物漂白及廢水處理工業(yè)化技術(shù)研究”課題，成功開發(fā)出先進(jìn)的清潔生產(chǎn)工藝和廢水生物凈化技術(shù)，并應(yīng)用于我國多家大型造紙企業(yè)，取得了良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。參與此項目合作的加拿大專家被我國國務(wù)院授予“國際友誼獎”，中國林科院林化所被國家外國專家局授予“木材制漿清潔生產(chǎn)技術(shù)引智基地”。
在世界最大規(guī)模的BCTMP生產(chǎn)線(山東晨鳴紙業(yè)單機(jī)年產(chǎn)量30萬噸)上，房桂干與他的研究團(tuán)隊攻克了混合商品低質(zhì)木片無法制得優(yōu)質(zhì)BCTMP漿的難題，為高效資源化利用我國豐富的農(nóng)林剩余物提供了技術(shù)支撐。自主開發(fā)的制漿清潔生產(chǎn)新技術(shù)，實現(xiàn)了全系統(tǒng)裝備國產(chǎn)化，打破了高得率制漿裝備完全依賴進(jìn)口的局面。
“十三五”時期是我國全面建成小康社會的決定性階段。對于中國造紙工業(yè)來說，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，由大變強(qiáng)、由快變好的重要時期，是實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的關(guān)鍵時期。
房桂干認(rèn)為，造紙是基礎(chǔ)原材料工業(yè)，關(guān)乎國計民生。我國人均紙產(chǎn)品消費(fèi)量僅處于世界中游水平，發(fā)展空間巨大。對于從事制漿造紙研究的林業(yè)科研人員來說，應(yīng)努力成為我國造紙技術(shù)趕超世界先進(jìn)水平的貢獻(xiàn)者，為實現(xiàn)造紙工藝設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化的夢想而努力。
“我們這一代林業(yè)造紙人完全有信心、有能力實現(xiàn)造紙界工藝設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化�！狈抗鸶烧f，面對越來越凸顯的資源、能源、環(huán)境問題，發(fā)展高得率制漿技術(shù)，是兼顧環(huán)境效益和社會效益的最佳解決方案之一。它可以最大限度利用木材資源，同時盡可能地降低廢棄物的排放，降低資源消耗和化學(xué)品消耗，減少污染排放，使中國造紙業(yè)真正成為高效、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代綠色造紙業(yè)。
在記者截稿之際，房桂干團(tuán)隊又傳來喜訊，主持的“十二五”國家支撐科技項目“竹材高得率制漿和廢水高效處理新技術(shù)研究與開發(fā)”取得了突破性進(jìn)展。房桂干和他的研究團(tuán)隊在科研的路上拼搏奮進(jìn)、逐夢前行，正創(chuàng)造著一個又一個輝煌。
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